臺積電搶先布局28奈米制程晶圓廠力拼研發(fā)/量產(chǎn)能力

大廠陸續(xù)搶進(jìn)28奈米制程技術(shù)，儼然已成為2011年晶圓代工業(yè)者的競爭指標(biāo)，如臺積電宣稱在第三季28奈米的營收比例可達(dá)1%，而聯(lián)電、全球晶圓、三星等業(yè)者也大舉布局，雖落后其1～2季，但仍可望在年底順利量產(chǎn)，預(yù)料28奈米制程的競爭將愈演愈烈。

遵循著摩爾定律(Moore's Law)的沙盤推演，先進(jìn)28奈米制程可提供小尺寸、高效率、低耗能的晶圓表現(xiàn)，因而蔚為潮流，成為當(dāng)今晶圓代工產(chǎn)業(yè)爭相競逐的制程技術(shù)。而產(chǎn)業(yè)中耳熟能詳?shù)拇髲S如臺積電、聯(lián)電、全球晶圓(GlobalFoundries)、三星(Samsung)、中芯之間的角力更顯得動見觀瞻。
28奈米制程門檻高大廠角力動見觀瞻


圖1 Gartner科技與服務(wù)廠商研究事業(yè)處研究總監(jiān)王端分析，28奈米制程具高效率、低耗能優(yōu)勢，可打進(jìn)CPU、GPU、FPGA等應(yīng)用市場。
展望未來晶圓廠的競逐態(tài)勢，Gartner科技與服務(wù)廠商研究事業(yè)處研究總監(jiān)王端(圖1)預(yù)測，28奈米制程因具較高的技術(shù)門檻，在產(chǎn)品、技術(shù)、矽智財(IP )/IC設(shè)計與客戶服務(wù)方面均較成熟的臺積電，未來數(shù)年仍將穩(wěn)居龍頭；聯(lián)電則因地緣關(guān)系扮演技術(shù)跟進(jìn)的角色；而全球晶圓、三星、中芯雖挾大量資金投入28奈米制程，并宣稱年底將具備量產(chǎn)實力，然均未呈現(xiàn)具體計劃。

就產(chǎn)業(yè)分析的角度而言，全球晶圓、三星、中芯的28奈米制程發(fā)展，仍須待第三季檢視其初步成果才能斷論；以目前的狀況來評估，在其技術(shù)相對落后的情況下，即使投入大量資金，短期內(nèi)尚不能立竿見影，故難以撼動臺積電的領(lǐng)先地位。

王端強調(diào)，28奈米制程技術(shù)須著眼在漏電、良率等問題，加上日本震災(zāi)引發(fā)的缺料、減產(chǎn)效應(yīng)，2011年晶圓代工的成長不確定性頗高。然各廠首季財報紛紛出爐，并預(yù)估第二季將成今年產(chǎn)業(yè)擺蕩的低點，待第三、四季28奈米制程撥云見日與日本產(chǎn)能回溫后，才是決戰(zhàn)的關(guān)鍵點。

可靠性驗證撐腰臺積電28奈米一馬當(dāng)先

臺積電在28奈米制程的量產(chǎn)進(jìn)展先馳得點，除兩大現(xiàn)場可編程閘陣列(FPGA)客戶--賽靈思(Xilinx)與Altera已陸續(xù)開始提供樣品晶片外，日前也已完成所有可靠性驗證工作，準(zhǔn)備開始大量生產(chǎn)，大幅超前全球晶圓和三星等其他晶圓代工對手。


圖2 臺積電董事長張忠謀表示，臺積電具有28奈米制程技術(shù)的研發(fā)領(lǐng)先地位，20及14奈米等先進(jìn)制程的發(fā)展亦相當(dāng)順利，將更進(jìn)一步延伸摩爾定律。圖片來源：臺積電官方網(wǎng)站
臺積電董事長張忠謀(圖2)于2011年首季法說會上表示，臺積電28奈米的低功耗(LP)制程與高效能(HP)制程均已完成可靠性驗證作業(yè)，這意味該公司28奈米制程的量產(chǎn)之路已無任何阻礙，在臺積電先進(jìn)制程的發(fā)展上，是相當(dāng)重要的里程碑。張忠謀進(jìn)一步指出，相較于2010年第三季，臺積電28奈米制程的客戶投片(Tape Out)數(shù)已由原本七十多個專案，增加至現(xiàn)今八十九個，而此一數(shù)字是其他競爭對手投片數(shù)總計的十倍之多。

事實上，全球晶圓與三星原本也計劃自2011年初開始提供28奈米制程晶圓代工服務(wù)，但截至目前，雙方均未公布相關(guān)進(jìn)展。值得注意的是，全球晶圓原本在28奈米制程強打先閘極(Gate-first)技術(shù)，并宣稱該技術(shù)可比臺積電力推的后閘極(Gate-last)技術(shù)具有更佳效能，但后來卻又表示將于20奈米制程導(dǎo)入“后閘極”技術(shù)，因而讓市場人士對全球晶圓的28奈米制程發(fā)展產(chǎn)生疑慮。

對于全球晶圓技術(shù)發(fā)展策略的轉(zhuǎn)變，張忠謀不予置評，僅表示，技術(shù)轉(zhuǎn)換的順利與否，以及轉(zhuǎn)換所需的時間長短，均須視各家公司的技術(shù)能力而定。不過，他也補充道，技術(shù)轉(zhuǎn)換的發(fā)生，其實就已透露出一家公司對技術(shù)的掌握程度。

除28奈米一馬當(dāng)先外，臺積電在20及14奈米等先進(jìn)制程的發(fā)展，亦大有斬獲。張忠謀透露，20奈米制程發(fā)展進(jìn)度相當(dāng)順利，預(yù)計2012年下半年即可風(fēng)險生產(chǎn)(Risk Production)，目前已有許多早期客戶正在進(jìn)行合作。至于14奈米及其以下制程，臺積電則在鰭式場效電晶體(FinFET)和非矽通道(Non-silicon Channel)結(jié)構(gòu)等技術(shù)投入大量研發(fā)心力，將可進(jìn)一步延伸摩爾定律。

日震影響言過其實晶圓代工形勢仍看俏

另一方面，日本震災(zāi)后續(xù)引發(fā)的材料缺貨、限電減產(chǎn)等問題，對晶圓代工的長期發(fā)展而言，依然是亟須關(guān)注的焦點，目前影響雖不大，但在矽晶圓、鋰電池、BT Resin、玻璃纖維(Glass Fiber)、Solder-mask Filler、Thin-copper Foil等方面已現(xiàn)端倪。尤其日本的矽晶圓供應(yīng)量高占全球65%的比例，其中擁有最大產(chǎn)能的信越(Shin-Etsu)即位于災(zāi)區(qū)，雖已重新投入生產(chǎn)正軌，然其產(chǎn)能受制于限電政策，須至6月才能進(jìn)一步穩(wěn)定。此外，鋰電池部分，由于索尼(Sony)減產(chǎn)，亦對筆記型電腦、手機帶來沖擊；BT Resin接合原料則與封裝廠有所關(guān)聯(lián)。

綜觀由上游延伸至中游的產(chǎn)能下滑，影響勢必蔓延至下游產(chǎn)品端，但在目前尚有備料的情況下，受惠于廠商寧可多存貨以適應(yīng)各種災(zāi)變，導(dǎo)致訂單量不減反升，形成一股正面拉抬的效應(yīng)。

王端指出，日本震災(zāi)導(dǎo)致晶圓代工產(chǎn)業(yè)鏈人心惶惶，故災(zāi)后初期，產(chǎn)業(yè)界皆推估晶圓代工的走勢將因而受挫。然而，度過首季考驗后，經(jīng)多方評估，其影響似乎不如想像中嚴(yán)重；更何況受到震災(zāi)啟發(fā)，需求端紛紛要求供應(yīng)商須具備多地生產(chǎn)的能力，因而出現(xiàn)轉(zhuǎn)單情形，并受惠于廠商欲備貨而增加訂單的效應(yīng)，短期內(nèi)供貨出現(xiàn)斷層的疑慮可望排除。

綜合相關(guān)負(fù)面與正面效應(yīng)，Gartner樂觀預(yù)估，晶圓代工的發(fā)展趨勢將持續(xù)走揚，導(dǎo)致各廠為搶食市場大餅，而在技術(shù)、量產(chǎn)能力間的競逐愈趨白熱化。整體而言，2011年晶圓代工可望有10.2%、311億5,000萬美元的成長，而半導(dǎo)體亦有6.2%的增長。

值得注意的是，據(jù)Gartner趨勢報告指出，12寸晶圓產(chǎn)能今年上看34%的成長；明年也將有28%的提升，產(chǎn)能不斷上揚亦伴隨隱憂。預(yù)期2013年后，供過于求的局面成形，屆時，各廠的策略因應(yīng)將成新的觀戰(zhàn)重點。